JP4232406B2

JP4232406B2 - Melting leak detection method for melting holding furnace and melting holding furnace

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Publication number: JP4232406B2
Application number: JP2002223646A
Authority: JP
Inventors: 徳仁肥後; 武石井; 雄二松田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP2004058136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属鋳造品の製造に用いる金属溶湯を溶解保持する溶解保持炉の溶湯漏れ検出方法および溶解保持炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばダイカストマシン等の鋳造機に供給するための金属溶湯を溶解保持する溶解保持炉がある。溶解保持炉は、一般的に耐火材からなる内層と断熱材からなる外層とを有する炉体を備え、この炉体の内側空間に金属塊を溶解した溶湯を保持するようになっている。このような溶解保持炉では、炉体の内層に熱応力等によりクラック等が発生すると、このクラックを介して溶湯が外部に漏れる場合がある。
【０００３】
そこで、炉体の内層と外層との間に温度センサを埋設し、この温度センサの検出した温度により、溶湯漏れが発生した場合にこの漏れを早期検出しようとするものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術の溶解保持炉では、温度センサが設置された局所的な温度しか検出できないため、確実に溶湯漏れを検出しようとすると、多数の温度センサを相互に近接配置して炉体内に埋設する必要があり、溶解保持炉の構造が複雑になり、施工時の工数が大きくなる等の問題がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、溶解保持炉の構造がシンプルにでき、しかも確実に溶湯漏れを検出することが可能な溶解保持炉の溶湯漏れ検出方法および溶解保持炉を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
耐火材からなる内層（１１）と断熱材からなる外層（１２）とを有し、金属塊（３）を溶解した溶湯（２）を内側に保持する炉体（１１０）を備える溶解保持炉の溶湯漏れ検出方法であって、
炉体（１１０）の側面部および底面部を複数の領域に分割し、
内層（１１）と外層（１２）との間において、分割した領域毎に、溶湯（２）から受けた熱を自らの全体に伝達するシート状の部材（１１５）を内層（１１）の外表面に沿うように配置し、
領域毎のシート状の部材（１１５）のそれぞれの温度を検出する温度検出手段（１１６、１４０）を設け、
温度検出手段（１１６、１４０）が検出した領域毎のシート状の部材（１１５）の温度の差に基づいて、溶湯（２）の漏れを検出することを特徴としている。
【００１３】
これによると、炉体（１１０）から溶湯（２）が漏れ、溶湯（２）が熱伝導部材（１１５）に近付きあるいは到達すると、シート状の部材（１１５）の温度が全体的に上昇する。したがって、炉体（１１０）にシート状の部材（１１５）を形成したシンプルな構造により、溶湯（２）の漏れを確実に検出することができる。
【００１５】
また、内層（１１）から溶湯（２）が漏れた場合に、漏れを早期に検出することができる。
【００１７】
さらに、炉体（１１０）の溶湯（２）漏れ領域を確実に特定することができる。
【００１９】
これに加えて、炉体（１１０）の内側に貯留された溶湯（２）の温度は諸条件により変化する場合がある。溶湯（２）の温度が変化した場合には、炉体（１１０）の各領域の温度も内側の溶湯（２）の温度に連動して変化する。したがって、上述のように、領域毎に検出した温度の差によれば、溶湯（２）の温度が変化しているときであっても、漏れおよび漏れが発生した領域を精度よく確実に検出することができる。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明のように、溶湯（２）を加熱する加熱手段は、バーナ（２１）とすることができ、請求項３に記載の発明のように、バーナは、直火式のバーナ（２１）とすることができる。また、請求項４に記載の発明のように、シート状の部材（１１５）は、ステンレスの板材とすることができ、請求項５に記載の発明のように、シート状の部材（１１５）は、マイカからなるものとすることもできる。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明では、
耐火材からなる内層（１１）と断熱材からなる外層（１２）とを有し、金属塊（３）を溶解した溶湯（２）を内側に保持する炉体（１１０）を備える溶解保持炉であって、
炉体（１１０）の側面部および底面部を複数の領域に分割して、内層（１１）と外層（１２）との間における分割した領域毎に、溶湯（２）から受けた熱を自らの全体に伝達するように、内層（１１）の外表面に沿うように配置されたシート状の部材（１１５）と、
領域毎のシート状の部材（１１５）のそれぞれの温度を検出するように設けられた温度検出手段（１１６、１４０）と、
温度検出手段（１１６、１４０）が検出した領域毎のシート状の部材（１１５）の温度の差に基づいて、炉体（１１０）からの溶湯（２）の漏れを検出する漏れ検出手段（１４０）とを備えることを特徴としている。
【００２７】
これによると、請求項１に記載の溶解保持炉の溶湯漏れ検出方法により溶湯（２）の漏れを検出することができる。したがって、炉体（１１０）に熱を自らの全体に伝達するシート状の部材（１１５）を形成したシンプルな構造により、溶湯（２）の漏れを確実に検出することができる。
【００２９】
また、内層（１１）から溶湯（２）が漏れた場合に、漏れを早期に検出することができる。
【００３１】
さらに、炉体（１１０）の溶湯（２）漏れ領域を確実に特定することができる。
【００３３】
これに加えて、炉体（１１０）の内側の溶湯（２）の温度が変化しているときであっても、漏れおよび漏れが発生した領域を精度よく確実に検出することができる。
また、請求項７に記載の発明のように、溶湯（２）を加熱する加熱手段を備え、この加熱手段はバーナ（２１）とすることができ、請求項８に記載の発明のように、バーナは、直火式のバーナ（２１）とすることができる。また、請求項９に記載の発明のように、シート状の部材（１１５）は、ステンレスの板材とすることができ、請求項１０に記載の発明のように、シート状の部材（１１５）は、マイカからなるものとすることもできる。
【００３４】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の溶解保持炉１の概略構造を示す断面図であり、図２は、炉体内電極１５の相互配置関係を示す斜視説明図である。
【００３７】
図１に示すように、本実施形態の溶解保持炉１は、内側に溶湯（本例ではアルミニウム合金の溶湯）の貯留室１３を形成する有底円筒状の炉体１０を備えている。炉体１０は、耐火材からなる内層１１と、断熱材からなる外層１２とを有している。本例では、内層１１は、溶解したアルミニウム合金に対し耐性を有するアルミナを主成分とする非導電性のセラミック耐火物により形成されており、外層１２は、断熱性および耐熱性等の特性より、珪酸カルシウムを主成分とする多孔体により形成されている。
【００３８】
炉体１０の図中右上側には、直火式のバーナ３１を備える投入口３０が設けられている。そして、投入口３０より投入される金属塊（本例ではアルミニウム合金の金属塊）３をバーナ３１により加熱（例えば約６５０℃に加熱）して溶解させ、炉体１０内の貯留室１３内に導入するようになっている。
【００３９】
炉体１０の上方には、貯留室１３の上方側の大部分を覆うように、溶解保持炉１の上壁２０が設けられている。そして、この上壁２０には、貯留室１３に保持されたアルミニウム合金の溶湯２をさらに昇温させ高温（例えば約７３０℃）で保持するための直火式のバーナ２１が配設されている。
【００４０】
貯留室１３の上壁２０により覆われていない部分（図中左方部分）は、図示しないダイカストマシン等の鋳造機に溶湯２を供給するための溶湯供給口１４を形成している。そして、鋳造時には、ラドル等の溶湯供給手段が、溶湯供給口１４から図示しない鋳造機に貯留室１３に保持された溶湯２を供給できるようになっている。
【００４１】
炉体１０を形成する内層１１と外層１２との間には、炉体内電極１５が配設されている。炉体内電極１５は、ステンレスの板材からなるプレート状の電極であり、炉体１０の内部の略全域に形成されている。炉体内電極１５は、図２に相互の位置関係を示すように、炉体１０の円筒部に４枚、底部に１枚の合計５枚の電極に分割して形成され、この５枚の炉体内電極１５により内層１１の外側面の略全域を覆っている。
【００４２】
炉体１０の内側の溶湯供給口１４には、貯留室１３内の溶湯２に浸漬する部位に、浸漬電極１６が配設されている。浸漬電極１６は、アルミニウム合金の溶湯２に耐性を有するとともに導電性を有する炭化珪素材からなる電極である。
【００４３】
炉体１０の外部側方には、漏れ検出装置４０が設けられている。漏れ検出装置４０は、５枚の炉体内電極１５および１つの浸漬電極１６と導電ケーブル４１（一部図示省略）により接続され、図示しない内部の電気抵抗計測手段により、各炉体内電極１５と浸漬電極１６との間の導電状態（電気抵抗値）をそれぞれ検出するようになっている。
【００４４】
炉体内電極１５は、本実施形態における第１の電極であり、浸漬電極１６は、本実施形態における第２の電極である。また、漏れ検出装置４０は、本実施形態における導電状態検出手段である。
【００４５】
次に、上記構成に基づき溶解保持炉１の溶湯漏れ検出方法について説明する。
【００４６】
溶解保持炉１の炉体１０の内側に形成された貯留室１３に溶湯２が保持された状態において、炉体１０の内層１１にクラック等が発生しておらず、溶湯２の漏れがない場合には、内層１１が非導電性であるので、漏れ検出装置４０が検出する炉体内電極１５と浸漬電極１６との間の電気抵抗値は極めて高抵抗（ほぼ無限大）である。
【００４７】
これに対し、炉体１０の内層１１にクラック等が発生し、このクラック等を介して貯留室１３内の溶湯２が漏れ出した場合には、クラック等の内部を進行した溶湯は、クラック等が発生した領域に形成されている炉体内電極１５に到達する。すると、貯留室１３内およびクラック等内部の溶湯により、炉体内電極１５と浸漬電極１６との間が導通可能状態となる。したがって、漏れ検出装置４０が検出する炉体内電極１５と浸漬電極１６との間の電気抵抗値は極めて低抵抗となる。
【００４８】
このようにして、漏れ検出装置４０は、炉体内電極１５と浸漬電極１６との間の電気抵抗値により、炉体１０の内層１１から溶湯２の漏れが発生しているか否かを検出する。また、漏れ検出装置４０は、複数の領域に分割形成された各炉体内電極１５と浸漬電極１６との間の電気抵抗値をそれぞれ検出しているので、溶湯漏れが発生した領域（クラック等が発生した領域）も検出する。
【００４９】
上記構成では、説明を省略したが、漏れ検出装置４０は、表示手段や発音手段等の報知手段を備え、上記のように溶湯の漏れや漏れ領域を検出したときには、これらを報知手段により報知するものであってもよい。
【００５０】
上述の構成および検出方法によれば、炉体１０の内層１１と外層１２との間の略全域に炉体内電極１５を形成するとともに、炉体１０の貯留室１３内に浸漬電極１６を形成するシンプルな構造により、内層１１からの溶湯２の漏れを早期に確実に検出することができる。また、炉体内電極１５は複数の領域に分割形成されているので、溶湯漏れ領域を確実に特定することができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図３および図４に基づいて説明する。本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、溶湯漏れの検出方法および検出のための溶解保持炉１０１の構成が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００５２】
図３に概略構成を示すように、本実施形態の炉体１１０を形成する内層１１と外層１２との間には、シート状の熱伝導部材１１５が配設されている。熱伝導部材１１５は、ステンレスの板材あるいはマイカ等の高熱伝導材からなる部材であり、炉体１１０の内部の略全域に形成されている。
【００５３】
熱伝導部材１１５は第１の実施形態の炉体内電極１５と同様に、炉体１１０の円筒部に４枚、底部に１枚の合計５枚に分割して形成され、この５枚の熱伝導部材１１５により内層１１の外側面の略全域を覆っている。そして、５枚の熱伝導部材１１５には、それぞれ外側面に熱電対１１６が配設されている。
【００５４】
炉体１１０の外部側方には、漏れ検出装置１４０が設けられている。漏れ検出装置１４０は、５枚の熱伝導部材１１５にそれぞれ取り付けられた熱電対１１６と電気的に接続され（一部図示省略）、図示しない内部の計測手段により、各熱電対１１６の起電力を計測し、各熱伝導部材１１５の温度をそれぞれ検出するようになっている。
【００５５】
熱電対１１６および漏れ検出装置１４０からなる構成が、本実施形態における温度検出手段であり、漏れ検出装置１４０は、本実施形態における漏れ検出手段でもある。
【００５６】
次に、上記構成に基づき本実施形態の溶解保持炉１０１の溶湯漏れ検出方法について説明する。
【００５７】
図４は、漏れ検出装置１４０が検出した各熱伝導部材１１５の温度データの一例を示すグラフである。
【００５８】
溶解保持炉１０１の炉体１１０の内側に形成された貯留室１３に溶湯２が保持された状態において、炉体１１０の内層１１にクラック等が発生しておらず、溶湯２の漏れがない場合には、各熱伝導部材１１５の温度は設置部位により若干の差はあるものの、貯留室１３内の溶湯２の温度に連動して、図４のＡ部のように、差を保って同様の変動を起こす。
【００５９】
ここで、貯留室１３内の溶湯２の温度が変動するのは、貯留室１３内に新たな溶湯が供給されたり、バーナ２１の作動により貯留室１３内の溶湯２の昇温、高温保持が行なわれる等の理由による。このように貯留室１３内の溶湯２の温度が変動すると、内層１１を介した熱伝導により、漏れ検出装置１４０が検出する各熱伝導部材１１５の温度も変動する。
【００６０】
これに対し、炉体１１０の内層１１にクラック等が発生し、このクラック等を介して貯留室１３内の溶湯２が漏れ出した場合には、クラック等の内部を溶湯が熱伝導部材１１５に向かって進行する。すると、高温の溶湯との距離が短くなることにより、図４に示すＢ部のように、溶湯が熱伝導部材１１５に到達する前からクラック等が発生した領域に形成されている熱伝導部材１１５の温度が上昇する。
【００６１】
熱伝導部材１１５は、高熱伝導材により形成されているので、溶湯からの熱により溶湯に近接した部分の温度が上昇すると、これを速やかに１枚の熱伝導部材１１５全体に伝達し、これに取り付けられている熱電対１１６の起電力を上昇させる。
【００６２】
このようにして、漏れ検出装置１４０は、熱電対１１６の起電力を計測し、各熱伝導部材１１５間の温度差を検出し、これに基づいて、炉体１１０の内層１１から溶湯２の漏れが発生しているか否かを検出するとともに、溶湯漏れが発生した領域（クラック等が発生した領域）を検出する。
【００６３】
上記構成では、説明を省略したが、第１の実施形態と同様に、漏れ検出装置１４０は、表示手段や発音手段等の報知手段を備え、上記のように溶湯の漏れや漏れ領域を検出したときには、これらを報知手段により報知するものであってもよい。
【００６４】
上述の構成および検出方法によれば、炉体１１０の内層１１と外層１２との間の略全域に熱伝導部材１１５を形成するとともに、熱伝導部材１１５の温度を検出するための熱電対１１６設けるシンプルな構造により、内層１１からの溶湯２の漏れを早期に確実に検出することができる。また、熱伝導部材１１５は複数の領域に分割形成されているので、溶湯漏れ領域を確実に特定することができる。
【００６５】
さらに、漏れ検出装置１４０は、領域毎に検出した温度の差に基づいて漏れ検出を行なっているので、炉体１０内の溶湯２の温度が変化しているときであっても、溶湯の漏れおよび漏れ発生領域を精度よく確実に検出することができる。
【００６６】
（他の実施形態）
上記第１の実施形態では、漏れ検出装置４０は、内部の電気抵抗計測手段により、各炉体内電極１５と浸漬電極１６との間の電気抵抗値をそれぞれ検出するようになっていたが、各炉体内電極１５と浸漬電極１６との間の導電状態が検出できるものであればよい。例えば、炉体内電極１５と浸漬電極１６との間に電圧を印加し電流値を検出するものであってもよい。
【００６７】
また、上記第１の実施形態では、炉体内電極１５はステンレス材により形成され、浸漬電極１６は炭化珪素材により形成されていたが、溶湯に耐性を有するとともに導電性を有する材料であればよい。
【００６８】
また、上記第１の実施形態では、浸漬電極１６は、溶湯供給口１４の溶湯２に浸漬する部位に配設されていたが、貯留室１３内の溶湯２の量の多少に係わらず漏れ検出が可能なように、浸漬電極１６は、炉体１０の底面近傍まで延設されるものであってもよい。
【００６９】
また、上記第２の実施形態では、シート状熱伝導部材１１５の温度検出のために熱電対１１６を採用したが、溶湯温度を検出できる温度検出手段であればこれに限らず採用することができる。
【００７０】
また、上記第２の実施形態では、漏れ検出装置１４０は、各熱伝導部材１１５間の温度差に基づいて漏れ検出を行なうものであったが、溶湯の温度変動が小さいのであれば、検出する温度の絶対値で漏れ検出を行なうものであってもよい。
【００７１】
また、上記第１の実施形態では、炉体内電極１５は５つ領域に分割形成され、上記第２の実施形態では、熱伝導部材１１５は５つ領域に分割形成されていたが、この数に限定されるものではない。炉体１０のサイズ等に応じて適宜設定し得るものである。例えば、炉体サイズが小さければ１つであってもよいし、炉体サイズが大きければ数〜数十であってもよい。数十以下の分割形成であれば溶解保持炉の構造を複雑にすることなく漏れおよび漏れ領域を検出することが可能である。
【００７２】
また、上記各実施形態では、バーナ２１、３１は直火式のバーナであったが、これに限定されるものではなく、他の加熱手段であってもよい。例えば、バーナ２１として浸漬式のバーナを採用してもかまわない。
【００７３】
また、上記各実施形態では、炉体内電極１５もしくは熱伝導部材１１５は、炉体１０の内層１１と外層１２との間に設けたが、炉体１０の外側表面に設けるものであってもよい。ただし、上記各実施形態のように炉体１０の内部に設ける方が漏れの早期検出の点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における溶解保持炉１の概略構造を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態における炉体内電極１５の相互配置関係を示す斜視説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における溶解保持炉１０１の概略構造を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態における漏れ検出装置１４０が検出した熱伝導部材１１５の温度データの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１、１０１溶解保持炉
２溶湯
３金属塊
１０、１１０炉体
１１内層
１２外層
１３貯留室
１５炉体内電極（第１の電極）
１６浸漬電極（第２の電極）
４０漏れ検出装置（導電状態検出手段）
１１５熱伝導部材
１１６熱電対（温度検出手段の一部）
１４０漏れ検出装置（温度検出手段の一部、漏れ検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molten metal leakage detection method and a melting and holding furnace of a melting and holding furnace for melting and holding a molten metal used for manufacturing a metal casting.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a melting and holding furnace for melting and holding a molten metal to be supplied to a casting machine such as a die casting machine. The melting and holding furnace generally includes a furnace body having an inner layer made of a refractory material and an outer layer made of a heat insulating material, and holds a molten metal in which a metal lump is melted in an inner space of the furnace body. In such a melting and holding furnace, when a crack or the like is generated in the inner layer of the furnace body due to thermal stress or the like, the molten metal may leak outside through the crack.
[0003]
Therefore, it is known that a temperature sensor is embedded between the inner layer and the outer layer of the furnace body, and when a molten metal leak occurs due to the temperature detected by the temperature sensor, the leak is detected early.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above melting and holding furnace of the prior art, only the local temperature where the temperature sensor is installed can be detected. Therefore, in order to reliably detect a molten metal leak, a large number of temperature sensors are arranged close to each other and the furnace body is located. However, there is a problem that the structure of the melting and holding furnace becomes complicated and the number of man-hours during the construction increases.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a melting leak detection method and a melting holding furnace for a melting holding furnace capable of simplifying the structure of the melting holding furnace and reliably detecting a molten metal leak. For the purpose.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
A melting and holding furnace having a furnace body (110) having an inner layer (11) made of a refractory material and an outer layer (12) made of a heat insulating material and holding a molten metal (2) in which a metal lump (3) is melted inside. A method for detecting a molten metal leak,
Dividing the side surface and bottom surface of the furnace body (110) into a plurality of regions,
Between the inner layer (11) and the outer layer (12), for each divided region, a sheet-like member (115) that transmits heat received from the molten metal (2) to the whole itself is provided on the outer surface of the inner layer (11). Placed along the
Temperature detection means (116, 140) for detecting the temperature of each sheet-like member (115) for each region is provided,
Based on the temperature difference of the sheet-like member (115) for each region detected by the temperature detection means (116, 140), the leakage of the molten metal (2) is detected.
[0013]
According to this, when the molten metal (2) leaks from the furnace body (110) and the molten metal (2) approaches or reaches the heat conducting member (115), the temperature of the sheet-like member (115) increases as a whole. Therefore, the leak of the molten metal (2) can be reliably detected by a simple structure in which the sheet-like member (115) is formed on the furnace body (110).
[0015]
Moreover, when the molten metal (2) leaks from the inner layer (11), the leak can be detected at an early stage.
[0017]
Furthermore, the molten metal (2) leakage region of the furnace body (110) can be reliably identified.
[0019]
In addition, the temperature of the molten metal (2) stored inside the furnace body (110) may change depending on various conditions. When the temperature of the molten metal (2) changes, the temperature of each region of the furnace body (110) also changes in conjunction with the temperature of the inner molten metal (2). Therefore, as described above, according to the temperature difference detected for each region, even when the temperature of the molten metal (2) is changing, the leak and the region where the leak has occurred are accurately and reliably detected. be able to.
[0020]
Further, the heating means for heating the molten metal (2) can be a burner (21) as in the invention described in claim 2, and the burner is a direct fire as in the invention described in claim 3. The burner (21) of the formula can be used. Further, as in the invention described in claim 4, the sheet-like member (115) can be a stainless steel plate, and as in the invention described in claim 5, the sheet-like member (115) It can also consist of mica.
[0026]
In the invention according to claim 6 ,
A melting and holding furnace having a furnace body (110) having an inner layer (11) made of a refractory material and an outer layer (12) made of a heat insulating material and holding a molten metal (2) in which a metal lump (3) is melted. There,
The side surface and bottom surface of the furnace body (110) are divided into a plurality of regions, and the heat received from the molten metal (2) is added to each of the divided regions between the inner layer (11) and the outer layer (12). A sheet-like member (115) arranged along the outer surface of the inner layer (11) so as to transmit to the whole;
Temperature detection means (116, 140) provided to detect the temperature of each of the sheet-like members (115) for each region ;
Based on the difference in temperature of the sheet-like member (115) for each region detected by the temperature detection means (116, 140), the leak detection means (140) detects the leakage of the molten metal (2) from the furnace body (110). ) .
[0027]
According to this, the leak of the molten metal (2) can be detected by the molten metal leak detection method of the melting and holding furnace according to claim 1 . Therefore, the leak of the molten metal (2) can be reliably detected by the simple structure in which the sheet-like member (115) that transmits heat to the entire furnace body (110) is formed.
[0029]
Moreover, when the molten metal (2) leaks from the inner layer (11), the leak can be detected at an early stage.
[0031]
Furthermore, the molten metal (2) leakage region of the furnace body (110) can be reliably identified.
[0033]
In addition to this, even when the temperature of the molten metal (2) inside the furnace body (110) is changing, it is possible to accurately detect the leak and the region where the leak has occurred.
Moreover, it comprises a heating means for heating the molten metal (2) as in the invention described in claim 7, and this heating means can be a burner (21). As in the invention described in claim 8, The burner can be a direct-fired burner (21). Further, as in the invention described in claim 9, the sheet-like member (115) can be a stainless steel plate, and as in claim 10, the sheet-like member (115) It can also consist of mica.
[0034]
In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means shows the correspondence with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0036]
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a melting and holding furnace 1 of the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective explanatory view showing a mutual arrangement relationship of electrodes 15 in the furnace.
[0037]
As shown in FIG. 1, the melting and holding furnace 1 of the present embodiment includes a bottomed cylindrical furnace body 10 in which a storage chamber 13 for molten metal (in this example, molten aluminum alloy) is formed. The furnace body 10 has an inner layer 11 made of a refractory material and an outer layer 12 made of a heat insulating material. In this example, the inner layer 11 is formed of a non-conductive ceramic refractory material mainly composed of alumina having resistance to a molten aluminum alloy, and the outer layer 12 has characteristics such as heat insulation and heat resistance, It is formed of a porous body mainly composed of calcium silicate.
[0038]
On the upper right side of the furnace body 10 in the figure, a charging port 30 including a direct fire type burner 31 is provided. Then, a metal lump (in this example, a metal lump made of an aluminum alloy) 3 charged from the charging port 30 is heated by the burner 31 (for example, heated to about 650 ° C.) to be melted and stored in the storage chamber 13 in the furnace body 10. It has come to introduce.
[0039]
An upper wall 20 of the melting and holding furnace 1 is provided above the furnace body 10 so as to cover most of the upper side of the storage chamber 13. The upper wall 20 is provided with a direct fire type burner 21 for further raising the temperature of the molten aluminum alloy 2 held in the storage chamber 13 and holding it at a high temperature (for example, about 730 ° C.). .
[0040]
The portion not covered by the upper wall 20 of the storage chamber 13 (the left portion in the figure) forms a melt supply port 14 for supplying the melt 2 to a casting machine such as a die casting machine (not shown). At the time of casting, a molten metal supply means such as a ladle can supply the molten metal 2 held in the storage chamber 13 from a molten metal supply port 14 to a casting machine (not shown).
[0041]
A furnace body electrode 15 is disposed between the inner layer 11 and the outer layer 12 forming the furnace body 10. The furnace body electrode 15 is a plate-like electrode made of a stainless steel plate, and is formed in substantially the entire area inside the furnace body 10. As shown in FIG. 2, the furnace body electrode 15 is divided into a total of five electrodes, four on the cylindrical portion of the furnace body 10 and one on the bottom. The body electrode 15 covers substantially the entire outer surface of the inner layer 11.
[0042]
An immersion electrode 16 is disposed in a portion of the molten metal supply port 14 inside the furnace body 10 that is immersed in the molten metal 2 in the storage chamber 13. Immersion electrode 16 is an electrode made of a silicon carbide material that is resistant to molten aluminum 2 and has conductivity.
[0043]
A leak detection device 40 is provided on the outer side of the furnace body 10. The leak detection device 40 is connected to five furnace electrodes 15 and one immersion electrode 16 by a conductive cable 41 (partially omitted), and immersed in each furnace electrode 15 by an internal electrical resistance measuring means (not shown). The conductive state (electric resistance value) between the electrodes 16 is detected.
[0044]
The furnace electrode 15 is the first electrode in the present embodiment, and the immersion electrode 16 is the second electrode in the present embodiment. The leak detection device 40 is a conductive state detection unit in the present embodiment.
[0045]
Next, the molten metal leak detection method of the melting and holding furnace 1 will be described based on the above configuration.
[0046]
In the state where the molten metal 2 is held in the storage chamber 13 formed inside the furnace body 10 of the melting and holding furnace 1, no crack or the like occurs in the inner layer 11 of the furnace body 10, and there is no leakage of the molten metal 2. Since the inner layer 11 is non-conductive, the electrical resistance value between the in-furnace electrode 15 and the immersion electrode 16 detected by the leak detection device 40 is extremely high resistance (almost infinite).
[0047]
On the other hand, when a crack or the like occurs in the inner layer 11 of the furnace body 10 and the molten metal 2 in the storage chamber 13 leaks through the crack or the like, the molten metal that has progressed inside the crack or the like is cracked or the like. It reaches the furnace internal electrode 15 formed in the region where the occurrence of. As a result, the molten metal inside the storage chamber 13 and cracks and the like enter a state in which electrical conduction is possible between the furnace body electrode 15 and the immersion electrode 16. Therefore, the electrical resistance value between the in-furnace electrode 15 and the immersion electrode 16 detected by the leak detection device 40 is extremely low.
[0048]
In this way, the leak detection device 40 detects whether or not the molten metal 2 has leaked from the inner layer 11 of the furnace body 10 based on the electrical resistance value between the furnace body electrode 15 and the immersion electrode 16. Moreover, since the leak detection device 40 detects the electrical resistance value between each furnace electrode 15 and the immersion electrode 16 divided and formed in a plurality of regions, the region where the molten metal leaks (such as cracks or the like) occurs. The generated area) is also detected.
[0049]
Although the description is omitted in the above configuration, the leak detection device 40 includes notification means such as a display means and a sound generation means, and when the leakage of a molten metal or a leak region is detected as described above, these are notified by the notification means. It may be a thing.
[0050]
According to the above-described configuration and detection method, the furnace body electrode 15 is formed in substantially the entire region between the inner layer 11 and the outer layer 12 of the furnace body 10, and the immersion electrode 16 is formed in the storage chamber 13 of the furnace body 10. With a simple structure, the leakage of the molten metal 2 from the inner layer 11 can be reliably detected at an early stage. Further, since the furnace electrode 15 is divided into a plurality of regions, the molten metal leakage region can be reliably identified.
[0051]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described based on FIG. 3 and FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the method for detecting a molten metal leak and the configuration of the melting and holding furnace 101 for detection. In addition, about the part similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0052]
As shown schematically in FIG. 3, a sheet-like heat conducting member 115 is disposed between the inner layer 11 and the outer layer 12 that form the furnace body 110 of the present embodiment. The heat conducting member 115 is a member made of a high heat conducting material such as a stainless steel plate material or mica, and is formed in substantially the entire area inside the furnace body 110.
[0053]
Similarly to the furnace body electrode 15 of the first embodiment, the heat conduction member 115 is formed by dividing the heat conduction member 115 into five pieces in total, four on the cylindrical portion of the furnace body 110 and one on the bottom portion. The member 115 covers substantially the entire outer surface of the inner layer 11. The five heat conducting members 115 are provided with thermocouples 116 on their outer surfaces.
[0054]
A leak detection device 140 is provided on the outer side of the furnace body 110. The leak detection device 140 is electrically connected to the thermocouples 116 respectively attached to the five heat conducting members 115 (partially omitted), and the electromotive force of each thermocouple 116 is measured by an internal measurement means (not shown). It measures and detects the temperature of each heat conduction member 115, respectively.
[0055]
A configuration including the thermocouple 116 and the leak detection device 140 is a temperature detection unit in the present embodiment, and the leak detection device 140 is also a leak detection unit in the present embodiment.
[0056]
Next, the molten metal leak detection method of the melting and holding furnace 101 of the present embodiment will be described based on the above configuration.
[0057]
FIG. 4 is a graph showing an example of temperature data of each heat conducting member 115 detected by the leak detection device 140.
[0058]
In the state where the molten metal 2 is held in the storage chamber 13 formed inside the furnace body 110 of the melting and holding furnace 101, there is no crack or the like in the inner layer 11 of the furnace body 110, and there is no leakage of the molten metal 2. Although the temperature of each heat conducting member 115 is slightly different depending on the installation site, it is similar to the temperature difference of the molten metal 2 in the storage chamber 13 as shown in part A of FIG. Cause fluctuations.
[0059]
Here, the temperature of the molten metal 2 in the storage chamber 13 fluctuates because new molten metal is supplied into the storage chamber 13 or the temperature of the molten metal 2 in the storage chamber 13 is increased and maintained at a high temperature by the operation of the burner 21. Depending on the reason for being performed. Thus, when the temperature of the molten metal 2 in the storage chamber 13 fluctuates, the temperature of each heat conducting member 115 detected by the leak detection device 140 also fluctuates due to heat conduction through the inner layer 11.
[0060]
On the other hand, when a crack or the like occurs in the inner layer 11 of the furnace body 110 and the molten metal 2 in the storage chamber 13 leaks through the crack or the like, the molten metal enters the heat conduction member 115 inside the crack or the like. Proceed toward. As a result, the distance from the high-temperature molten metal is shortened, and as shown in part B in FIG. 4, the heat conductive member 115 formed in a region where a crack or the like has occurred before the molten metal reaches the heat conductive member 115. Temperature rises.
[0061]
Since the heat conducting member 115 is formed of a high heat conducting material, when the temperature of the portion close to the molten metal rises due to the heat from the molten metal, this is quickly transmitted to the entire one heat conducting member 115, The electromotive force of the attached thermocouple 116 is increased.
[0062]
In this way, the leak detection device 140 measures the electromotive force of the thermocouple 116, detects the temperature difference between the heat conducting members 115, and based on this, leaks the molten metal 2 from the inner layer 11 of the furnace body 110. In addition, it is detected whether or not a molten metal leak has occurred (a region where a crack or the like has occurred).
[0063]
Although the description is omitted in the above configuration, as in the first embodiment, the leak detection device 140 includes notification means such as a display means and a sound generation means, and detects a leak of a molten metal and a leak region as described above. In some cases, these may be notified by notification means.
[0064]
According to the above-described configuration and detection method, the heat conducting member 115 is formed in substantially the entire region between the inner layer 11 and the outer layer 12 of the furnace body 110, and the thermocouple 116 for detecting the temperature of the heat conducting member 115 is provided. With a simple structure, the leakage of the molten metal 2 from the inner layer 11 can be reliably detected at an early stage. Moreover, since the heat conducting member 115 is divided into a plurality of regions, the molten metal leakage region can be specified reliably.
[0065]
Furthermore, since the leak detection device 140 performs leak detection based on the temperature difference detected for each region, even when the temperature of the molten metal 2 in the furnace body 10 is changing, the leakage of the molten metal is detected. In addition, the leak occurrence area can be detected accurately and reliably.
[0066]
(Other embodiments)
In the first embodiment, the leak detection device 40 is configured to detect the electric resistance value between each furnace electrode 15 and the immersion electrode 16 by the internal electric resistance measurement unit. What is necessary is just to be able to detect the conductive state between the furnace electrode 15 and the immersion electrode 16. For example, a voltage may be applied between the furnace electrode 15 and the immersion electrode 16 to detect a current value.
[0067]
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the furnace electrode 15 was formed with the stainless steel material, and the immersion electrode 16 was formed with the silicon carbide material, what is necessary is just a material which has resistance to a molten metal and has conductivity. .
[0068]
In the first embodiment, the immersion electrode 16 is disposed at the portion of the molten metal supply port 14 that is immersed in the molten metal 2, but leak detection is performed regardless of the amount of the molten metal 2 in the storage chamber 13. The immersion electrode 16 may be extended to the vicinity of the bottom surface of the furnace body 10.
[0069]
Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the thermocouple 116 was employ | adopted for the temperature detection of the sheet-like heat conductive member 115, if it is a temperature detection means which can detect a molten metal temperature, it can employ | adopt not only this but. .
[0070]
Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the leak detection apparatus 140 performed leak detection based on the temperature difference between each heat conductive member 115, if the temperature fluctuation of a molten metal is small, it will detect. Leakage detection may be performed using the absolute value of temperature.
[0071]
In the first embodiment, the furnace electrode 15 is divided into five regions. In the second embodiment, the heat conducting member 115 is divided into five regions. It is not limited. It can be appropriately set according to the size of the furnace body 10 and the like. For example, the number may be one if the furnace body size is small, and may be several to several tens if the furnace body size is large. If it is divided formation of several tens or less, it is possible to detect leaks and leak regions without complicating the structure of the melting and holding furnace.
[0072]
Moreover, in each said embodiment, although the burners 21 and 31 were a direct fire type burner, it is not limited to this, Other heating means may be sufficient. For example, an immersion type burner may be adopted as the burner 21.
[0073]
In each of the above embodiments, the furnace body electrode 15 or the heat conducting member 115 is provided between the inner layer 11 and the outer layer 12 of the furnace body 10, but may be provided on the outer surface of the furnace body 10. . However, it is advantageous in terms of early detection of leakage to be provided inside the furnace body 10 as in the above embodiments.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a melting and holding furnace 1 in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory perspective view showing a mutual arrangement relationship of furnace electrodes 15 in the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a melting and holding furnace 101 in a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing an example of temperature data of a heat conducting member 115 detected by a leak detection device 140 according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Melting | holding furnace 2 Molten metal 3 Metal lump 10,110 Furnace 11 Inner layer 12 Outer layer 13 Reservoir 15 Electrode in furnace body (1st electrode)
16 Immersion electrode (second electrode)
40 Leakage detection device (conductive state detection means)
115 heat conducting member 116 thermocouple (part of temperature detecting means)
140 Leak detection device (part of temperature detection means, leak detection means)

Claims

A melting and holding furnace comprising a furnace body ( 110 ) having an inner layer (11) made of a refractory material and an outer layer (12) made of a heat insulating material and holding a molten metal (2) in which a metal block (3) is melted. A method for detecting a molten metal leak,
Dividing the side surface and bottom surface of the furnace body ( 110 ) into a plurality of regions,
Between the inner layer (11) and the outer layer (12), a sheet-like member (115) for transferring heat received from the molten metal (2) to the whole of the inner layer (11) is provided for each region. Placed along the outer surface of the
Temperature detecting means (116, 140) for detecting the temperature of each of the sheet-like members (115) for each region is provided;
Melting and holding characterized in that leakage of the molten metal (2) is detected based on the temperature difference of the sheet-like member (115) for each region detected by the temperature detecting means (116, 140). A method for detecting molten metal leaks in the furnace.

The method for detecting a molten metal leak in a melting and holding furnace according to claim 1, wherein the heating means for heating the molten metal (2) is a burner (21) .

The said burner is a direct-fired type burner (21), The molten metal leak detection method of the melting holding furnace of Claim 2 characterized by the above-mentioned.

The molten sheet leak detection method for a melting and holding furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein the sheet-like member (115) is a stainless steel plate .

The molten sheet leak detection method for a melting and holding furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein the sheet-like member (115) is made of mica .

A melting and holding furnace having a furnace body (110) having an inner layer (11) made of a refractory material and an outer layer (12) made of a heat insulating material and holding a molten metal (2) in which a metal lump (3) is melted. There,
The side surface and bottom surface of the furnace body (110) are divided into a plurality of regions, and the heat received from the molten metal (2) for each region between the inner layer (11) and the outer layer (12). A sheet-like member (115) disposed along the outer surface of the inner layer (11) so that
Temperature detecting means (116, 140) provided to detect the temperature of each of the sheet-like members (115) for each region;
Based on the temperature difference of the sheet-like member (115) for each region detected by the temperature detection means (116, 140), the leakage of the molten metal (2) from the furnace body (110) is detected. A melting and holding furnace comprising: a leak detecting means (140) for performing the above .

The melting and holding furnace according to claim 6 , further comprising a heating means for heating the molten metal (2), wherein the heating means is a burner (21) .

The melting and holding furnace according to claim 7, wherein the burner is a direct-fired burner (21) .

The melting and holding furnace according to any one of claims 6 to 8, wherein the sheet-like member (115) is a stainless steel plate .

The melting and holding furnace according to any one of claims 6 to 8, wherein the sheet-like member (115) is made of mica .